Henri B. Kagan của Pháp và Kenso Soai của Nhật Bản giành Nobel Hóa học 2026 nhờ các khám phá giúp phản ứng hóa học ưu tiên một trong hai dạng phân tử là ảnh gương của nhau. Công trình này giải quyết một bí ẩn tồn tại hơn một thế kỷ và trở thành nền tảng quan trọng cho việc thiết kế, sản xuất dược phẩm.

Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển công bố giải ngày 7/10 với lời tuyên dương: “vì khám phá các hiệu ứng phi tuyến và tự xúc tác trong tổng hợp hữu cơ bất đối xứng”. Hai nhà khoa học sẽ chia đều giải thưởng trị giá 12 triệu krona Thụy Điển.

Phân tử cũng có “tay trái” và “tay phải”

Nhiều phân tử tồn tại dưới hai dạng có cùng thành phần nhưng cách sắp xếp trong không gian đối xứng như bàn tay trái và bàn tay phải. Hai dạng này được gọi là các đối ảnh. Chúng trông gần như giống nhau nhưng không thể chồng khít lên nhau.

Sự khác biệt không chỉ mang tính hình học. Trong cơ thể sống, một dạng có thể gắn đúng vào enzyme hoặc thụ thể, còn dạng kia phản ứng yếu hơn hoặc tạo ra tác dụng khác. Vì vậy, nhà hóa học phát triển thuốc thường cần tạo ra chủ yếu một đối ảnh mong muốn thay vì hỗn hợp hai dạng bằng nhau.

Sự sống cũng có xu hướng “chọn một bên”. Protein trong tế bào người được tạo chủ yếu từ một dạng amino acid, còn DNA có chiều xoắn đặc trưng. Hiện tượng đó được gọi là tính đồng tay, hay homochirality. Câu hỏi lớn là: từ một hệ thống ban đầu gần cân bằng, làm sao chỉ một dạng có thể chiếm ưu thế?

Hai bước đột phá cách nhau nhiều năm

Kagan thực hiện bước quyết định đầu tiên vào năm 1986. Ông phát hiện một hiệu ứng phi tuyến trong phản ứng bất đối xứng: một chênh lệch ban đầu nhỏ giữa hai dạng của chất xúc tác có thể tạo ra chênh lệch lớn hơn nhiều trong sản phẩm.

Kết quả này cho thấy hóa học có cơ chế khuếch đại một ưu thế rất nhỏ. Thay vì luôn tạo ra tỷ lệ gần 50–50, phản ứng có thể nghiêng mạnh về một phía.

Soai đi xa hơn bằng cơ chế tự xúc tác, trong đó sản phẩm của phản ứng lại giúp tạo thêm chính nó. Công bố quan trọng năm 1995 mô tả một phản ứng có tiềm năng tiến tới trạng thái chỉ còn một đối ảnh. Đến năm 2003, nhóm của ông trình bày phản ứng tạo ra duy nhất một trong hai dạng có thể có. Theo Viện Hàn lâm, trước đó chưa ai đạt được điều này ngoài các hệ thống sống.

Có thể hình dung quá trình như một cuộc bỏ phiếu có hiệu ứng dây chuyền: một ưu thế ban đầu rất nhỏ giúp một phía tạo ra thêm “người ủng hộ” cho chính nó, khiến khoảng cách ngày càng lớn.

Vì sao công trình quan trọng với thuốc?

Cơ thể người là một môi trường bất đối xứng. Enzyme, protein và thụ thể có hình dạng ba chiều, nên chúng có thể phân biệt hai đối ảnh của cùng một phân tử. Khi phát triển thuốc, kiểm soát đúng dạng phân tử giúp tăng hiệu quả, giảm sản phẩm phụ và tránh những tác dụng không mong muốn.

Khám phá của Kagan và Soai không đồng nghĩa mọi loại thuốc hiện nay được sản xuất trực tiếp bằng một phản ứng duy nhất của họ. Giá trị rộng hơn nằm ở cách hiểu và bộ công cụ mà họ mở ra cho hóa học xúc tác bất đối xứng. Những nguyên lý này giúp nhà nghiên cứu thiết kế phản ứng có tính chọn lọc cao hơn trong công nghiệp dược, hóa chất tinh khiết, hương liệu và nhiều lĩnh vực khác.

Kagan sinh năm 1930 tại Boulogne-Billancourt, Pháp, và là giáo sư danh dự tại Université Paris-Sud. Soai sinh năm 1950 tại Hiroshima, Nhật Bản, và là giáo sư danh dự tại Tokyo University of Science.

Giải Hóa học là giải Nobel thứ ba được công bố trong tuần lễ Nobel 2026, sau Y học và Vật lý. Lễ trao giải dự kiến diễn ra tại Stockholm vào tháng 12.

Tác giả

Về người viết

Cộng đồng

Bình luận

Người dùngĐang kiểm tra phiên đăng nhập…

Cuộn đến đây để tải thảo luận.